[發明專利]矩陣分布視覺目標定位方法

在審

• 申請號: 201510073410.3
• 申請日: 2015-02-12
• 公開（公告）號: CN104616306A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 孫杰;任皓;李岳峰;吳海強;鄭龍洋
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 李益書

技術領域

本發明屬于PCB焊膏涂覆質量檢測領域，涉及目標區域定位方法，特別針對矩陣分布視覺目標的定位方法。

背景技術

PCB表觀缺陷檢測算法可劃分為3類：參照對比算法、無參照驗證算法以及兩者結合的混合算法，參照對比算法也稱為差影法，將被測板與前期所記錄標準PCB板逐像素進行比較，利用或(XOR)運算求出兩幅圖像之間的差異作為缺陷。這種算法檢測的缺陷類型較多，但其對標準板圖像及圖像配準的精度要求較高。由于PCB板制造工藝過程中存在很多不穩定因素，標準板的選擇指定受到限制，使得參照對比算法缺少適應性。無參照驗證算法彌補了參照對比算法對標準參考圖像信息要求較高的缺點，其無需標準圖像信息，基于一定的算法流程，來驗證被測物特征是否存在缺陷。由于這種算法不需要標準圖像，降低了存儲空間，改善了逐像素對比運算耗時較多的缺點。混合算法將兩種算法的優點相結合，但是由于算法復雜性導致運行時間較長、檢測效率較低，無法應用到實際檢測中去。

發明內容

本發明目的是克服現有PCB上被檢測方法的不足，提供一種矩陣分布視覺目標的定位、提取的方法，特別針對PCB焊膏涂覆過程中使用的SMT精密激光模板中矩陣分布目標區域進行定位與提取。

本發明的技術方案是：

矩陣分布視覺目標的定位方法，特別針對PCB焊膏涂覆過程中使用的SMT精密激光模板中矩陣分布目標區域的定位方法，主要包括以下步驟：

第1步、利用提取出的SIFT特征點來檢測圖像的目標區域；

第2步、利用投影法計算待檢測圖像與模板圖像中目標區域的角度差；

第3步、利用Hough直線檢測確定目標區域邊界，以目標區域邊界作為參考軸計算定位點坐標，完成目標區域定位；

第4步、以定位點為中心，按照目標區域尺寸，提取目標區域圖像，完成目標區域的圖像提取。

其中，第1步所述用提取出的SIFT特征點來檢測圖像的目標區域，包括待測圖像特征點的提取，待測圖像與模板圖像特征點的匹配。

圖像特征點提取主要包括：

a、尺度空間極值檢測，目的是模擬圖像數據的多尺度特征。

b、特征點的定位，通過尺度空間極值檢測獲取的點只是一些候選點，所以還需耍消除一些低對比度的點和一些不穩定的邊緣點，從而來對特征點進行精確定位。消除低對比度的點采用的是擬合三維二次函數的方法，由于高斯差分函數的極值點在圖像的邊緣方向上會有一個較大的主曲率，而在垂直方向上有較小的曲率，所以可以利用這個性質將一些邊緣處的不穩定點去除。

c、確定特征點的方向，利用特征點鄰域像素的梯度方向分布特性為每個特征點指定方向參數，從而使算子具有旋轉不變性。

d、生成特征點描述子；

e、SIFT特征點的匹配，即當兩幅圖像的SIFT特征點生成后，就可以進行SIFT特征點的匹配，匹配是根據相似性度量來進行的，采用特征點對的歐氏距離作為兩幅圖像中特征點的相似性判定度量，進而完成目標區域的檢測。

第2步所述利用投影法計算待檢測圖像與模板圖像中目標區域的角度差；利用待檢測圖像目標區域在底邊的投影長度與模板圖像目標區域的邊長等幾何關系計算待檢測圖像與模板圖像目標區域偏轉角度，將計算的偏轉角度帶入圖像旋轉公式并化簡，可實現圖像做固定角度旋轉。

本發明的優點和有益效果：

本發明理論簡便，容易實現，提供一種矩陣分布視覺目標的定位、提取的方法，特別針對PCB焊膏涂覆過程中使用的SMT精密激光模板中矩陣分布目標區域進行定位與提取。有效提高PCB檢測方法中的參考對比算法的檢測精度和克服無參照驗證算的復雜性導致運行時間較長、檢測效率較低等缺陷。

附圖說明

圖1是本發明工作流程圖；

圖2是圖像旋轉角計算原理圖；

圖中：1、實時拍攝圖像目標區域，2、模板圖像目標區域，3、傾斜角度α，4、實時拍攝圖像目標區域X軸投影L′，5、模板圖像目標區域X軸投影a，6、模板圖像目標區域寬度b。

圖3是點軸定位原理圖；

圖中：7、參考軸，8、定位點與參考軸端點連線與參考軸夾角，9、定位點、10定位點與參考軸端點連線、11、參考軸端點。

圖4是目標區域特征點提取效果圖；

圖5是目標區域圖像的匹配效果圖；

圖6是目標區域參考軸的選取效果圖；

圖7是目標區域定位效果圖；

圖8是目標區域提取效果圖。

具體實施方式